180吨转炉倾动机构设计
180t转炉倾动装置事故分析及对策
齿， 其中 １ ～２ ９ 齿存 在 ／ ｆ 同程 度 损 坏 ， 损 坏 严 重
＼
图 ２ 倾动 装置 传动 原理 图
． ｉ
的有 断齿 现象 的有 １ 齿 、 ｌ ６ 齿 、 ２ ５ 、 ２ ６ 街 ， 其余 齿 面有挤 伤痕 迹 （ 见图 ４ 、 图５ 、 Ｉ ６ ） ， 断 齿 分布 图
顺利进 行 。本 文从倾 动 减速机 的设 计 、 制造 、 使 用维护 等 方 面进 行 了 系统 分析 ， 找 到 了事 故 产 生 的
原 因及改进措施 。该事故的原因分析及处理措施对其他钢铁 企业也将起到借鉴作用， 避免类似事
故 的发 生。
关键 词 ： 转炉； 倾 动装 置 ； 联接 强度 ； 刚度 ； 金 相 分析
２ ０ １ ６ 年１ １ 月 第 三 、 四 期
冶全
４ ９
１ ８ ０ ｔ 转 炉 倾 动装 置 事 故 分 析 及对 策
姚 学功
（ 宁波钢铁 有 限公 司设备部 宁波 ３ １ ５ ８ ０ ７ ）
摘ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
要： 转 炉倾动 装置是 转 炉炼钢 设备 的关键 、 核 心设 备 ， 该 设备 能否 安全 稳 定运 行 ， 直接 制 约 炼钢 生产 的
转炉 ， 该 三座 转炉 倾动 系统 均采 用 全 悬挂 式 四点 啮
合柔性传动形式。该炼钢厂 ２ ０ ０ ７ 年５ 月 １日 投产 ，
２ ０ ０ ７年 １ Ｏ月 １ ２日２ 转炉倾 动 装置发 生 事故 ， 造 成
一
次减 速 机 、 二 次减 速 机 大 齿 轮等 严 重 损 坏 ， 严 重
影 响公 司 的生 产 。通过设 计 单 位 、 倾 动系 统制 造 单 位 及公 司专 家对 事故进 行 分析 ， 对 倾 动装 置设 计 进 行 了分 析研究 ， 对倾 动装 置 的制造 工 艺 、 材质 、 热 处 理 等方 面进 行 了专业 检测 分析 ， 查 明 了事 故 的成 因
设计180吨转炉计算
180t转炉炼钢车间i学号：课程设计说明书设计题目：设计180t的转炉炼钢车间学生姓名：专业班级：学院：指导教师：2012年12月25日目录1 设备计算1.1转炉设计.1.1.1炉型设计------------------------------------------------------------1 2.1 氧枪设计2.1.1氧枪喷头设计------------------------------------------------62.1.2氧枪枪身设计------------------------------------------------83.1 烟气净化系统设备设计与计算--------------------------------------------------------------12注：装配图1.图1. 180t转炉炉型图--------------------------------------------------62.图2. 枪管横截面--------------------------------------------------------83. 图3.180t氧枪喷头与枪身装配图12---------------------------------121 设备计算 1.1转炉设计1.1.1炉型设计 1、原始条件炉子平均出钢量为180吨钢水，钢水收得率取90%，最大废钢比取10%，采用废钢矿石法冷却。
铁水采用P08低磷生铁 (ω(Si)≤0.85%，ω(P)≤0.2%，ω(S)≤0.05%)。
氧枪采用3孔拉瓦尔型喷头，设计氧压为1.0MPa2、炉型选择：根据原始条件采用筒球形炉型作为本设计炉型。
3、炉容比 取V/T=0.954、熔池尺寸的计算A.熔池直径的计算tKD G = 确定初期金属装入量G ：取B=18%则()t 18290.0118218021B 2T 2G =⨯+⨯=⋅+=％金η ()3m 4.268.6182GV ===金金ρ 确定吹氧时间：根据生产实践，吨钢耗氧量，一般低磷铁水约为50~57m 3/t (钢)，高磷铁水约为62~69m 3/t (钢)，本设计采用低磷铁水，故取吨钢耗氧量为57m 3/t (钢)，并取吹氧时间为18min 。
基于Solidworks的180t转炉倾翻特性的研究
２１ 转 炉倾 动 力矩 计 算的基 本公 式 ．
Ｖ ＝２ ／ ． ＝９６ ｍ’ ７ ２ ８ ．４３
｝＝ 水＋ 渣 ９ ０ ５ 疰 铁 ：３ ． ５ ｍ ｐ￣ ＝２ ７ ３ ０ ＝５８１ ｔｍ ２ ／ ９．５５ ． ２／
Ｖ ＝１／（２Ｒ ＋ ）＝ Ｔ３×（ ．４ ２７ ５＋ 自 ｒ３ ｒ 船 １／ ＋ ２ ５＋ ．６ ０
供 了一 种 转 炉 设 计 的 新 思 路 。
关 键 词 转 炉
倾翻特性
Ｓ ｌ ｗｏ ｋ ｏｉ ｄ ｒｓ
１ 引 言
在 钢 铁 工 业 飞 速 发 展 的今 天 ， 炉 炼 钢 已 是 转 钢 铁行 业 中 的一 个 重 要 部 分 ， 直 接 影 响钢 铁 的 它 质 量 和产 量 。转 炉 中的 倾 动机 构 是 转炉 的关键 设
２４ ５×２７ ５） １０ ２ ２ ．３ ．０ ．６ × ．６ ＝ ２３ ｍ
Ｖ 缺 Ｔ ６ ３ ） ＝１／ ３×２０ ５＋ 球 ＝１／ （ Ｒ ＋ ＾ Ｔ６Ｘ（ ．４
０５ ４ ）×０５ ４ ５ １ ｍ ．５ ．５ ＝ ．２
倾 动 力 矩 是 转 炉倾 动 机 构 设 计 的重 要 参 数 ，
Байду номын сангаас
２ ． 采 用 Ｓ ｌ ｗｏｋ 软件 实体 建模 求 空炉重 心 ２ ｏ ｄ ｒｓ ｉ
（ ） 定各倾 动角度 时钢 液 的状态 ， 重心 。 ２确 求 ０ 角 时 ： 炉液 底 部 引一 条 水 平 直线 ， 。 从 向上 偏
移 ２９ ｍ ０ ９ ｍ。 然 后 拉 伸 切 除 可 得 到 倾 动 角 为 ０ 角 。 时 的钢 液状 态 。５ 。～１ 。 时 同 方法 。 ０角 １ 。 时 ： 一 条与 水 平直 线 成 １。 的 直线 ． ５角 作 ５角 通 过 平移 调 整 其位 置 使 其 所拉 伸切 除后 的钢 液 重 量 为 ２ ７ 即可 。２ 。 ５ 角 时 ： １ 。 的做法 。 ２ｔ ０ ～８ 。 同 ５角
炉体倾动机构PPT优秀课件
动载荷和冲击载荷的性能。 5）结构紧凑，占地面积小，效率高，投资少，
维修方便。
3
• 类型：倾动机构有落地式，半悬挂式，全悬挂 式和液压式四种类型。 • 特点： • 落地式：结构简单，便于制造和维修 • 半悬挂式：末级大 • 全悬挂式：结构紧凑，重量轻，占地面积小，运
炉体倾动机构
班级：机电一班 姓名: 学号：
1
• 转炉倾动装置是转炉炼钢主要的机械设备, 用于氧气顶吹转炉的平稳倾动及准确定位。
• 特点：大扭矩,转炉倾动机构倾转力矩的
设计对转炉的正常工作有着重要的作用,影 响转炉倾动机构的倾转力矩因素有很多,并 保证转炉正常工作。
2
倾动机构的要求和类型
要求：1）能使炉体连续转360度平稳准
5
维护和检查
• 润滑管路、保证畅通。 • 检查密封部位是否漏油。 • 检查制动器是否有效。 • 检查滑块是否松动、跌落。 • 炉体倾动时检查电流表显示值，是否在合
适范围内等。
6
谢谢观赏
2014年4月2号
7
转性能可靠，工作性能好。 • 液压式：适于低速，重载的场合，不怕过载可以
无级调速，结构简单，重量轻，体积小。
4
倾动机构的参数
• 包括：倾动速度，倾动力矩，耳轴位置 • 倾动力矩：计算转炉倾动力矩的目的是为
了正确选择耳轴位置和确定不同情况下的 力矩值， • 确定耳轴最佳位置的原则：
全正力矩原则 正负力矩等值原则
本溪钢铁（集团）公司转炉厂180t转炉炉本体设备安装
本溪钢铁（集团）公司转炉厂180t转炉炉本体设备安装作者：王劲松，程亮，周志远，汤岩来源：《科技资讯》 2011年第9期王劲松程亮周志远汤岩(中国第三冶金建设公司机械安装工程公司辽宁鞍山 114001)中图分类号:TF748.2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)03(c)-0090-02背景：辽宁本溪钢铁（集团）公司始建于1958年，现已形成以钢铁产品为主的大型钢铁联合企业。
年生产规模为：焦碳67.15t/a、烧结矿187.2万t/a、生铁130.63万t/a、钢材127.96万t/a,为了适应市场发展的需求，扩大生产规模，一期工程建一套铁水倒罐站，一座100t顶底复合吹转炉，一套在线吹氩喂丝机，一台7机7流连铸机，生产规模达到年产合格钢水123.71万t/a、合格连铸坯120万t/a。
意义：我公司承担了该工程的冶炼系统的土建工程、设备安装工程、结构安装工程、电气安装工程合同价款约8500万元人民币；工期要求：2010年3月20日开工，2010年12月20日竣工,日历工期274天。
能否按期投产以确保柳钢的投资效益实现钢产量220万t/a目标，乃至为加快再造一个工业柳州步伐都具有深远的历史意义；同时，对我公司能否占领本钢这个广阔建筑市场提供了良好机遇和严峻的挑战。
必要性：能否按期实现合同工期，转炉设备安装是关键。
由于转炉施工方案在设计上具有先进、实用、经济、可靠的特点，实施效果是高速、优质、安全地完成了施工任务，提前工期25天，受到本钢各级领导的高度赞誉。
1 工程概况本溪钢铁（集团）公司始建于1958年，现已形成以钢铁产品为主的大型钢铁联合企业。
年生产规模为：焦碳67.15t/a、烧结矿187.2万t/a、生铁130.63万t/a、钢材127.96万t/a,为了适应市场发展的需求，扩大生产规模，一期工程建一套铁水倒罐站，一座180t顶底复合吹转炉，一套在线吹氩喂丝机，一台7机7流连铸机，生产规模达到年产合格钢水123.71万t/a、合格连铸坯120万t/a。
转炉倾动机构毕业设计说明书
IV
内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）
2.1.1 设计题目 .................................................... 6 2.1.2 技术参数及性能 .............................................. 6 2.2 氧气顶吹转炉倾动设计原则分析 .............................................................................. 6 2.2.1 氧气顶吹转炉倾动装置的基本要求 .............................. 6 2.2.2 转炉倾动机构的设计原则分析 .................................. 6 2.3 倾动机械的几种基本结构和配置形式 ...................................................................... 7 2.3.1 落地式配置倾动机械 .......................................... 7 2.3.2 半悬挂式配置倾动机械 ........................................ 7 2.3.3 全悬挂式配置倾动机械 ........................................ 7 2.4 倾动机械的优缺点比较 .............................................................................................. 8 2.5 转炉倾动机构的结构设计 ........................................... 10 2.6 确定方案 ......................................................... 10 第三章倾动力矩的计算和最佳耳轴位置的确定 ................................. 11 3.1 转炉炉壳质量及重心位置的计算 ............................................................................ 11 3.1.1 建立空炉模型 ............................................... 11 3.1.2 炉壳重量与重心的计算 ....................................... 12 3.2 转炉炉衬质量及重心位置的计算 ............................................................................ 14 3.2.1 建立空炉炉衬模型 ........................................... 14 3.2.2 炉衬重量与重心的计算 ....................................... 15 3.3 空炉质量及重心位置的计算 .................................................................................... 18 3.4 转炉摩擦力矩的计算 ................................................................................................ 18 3.5 转炉炉液力矩的计算及最佳耳轴位置的确定 ........................................................ 20 3.5.1 计算原理和数学模型 ......................................... 20
转炉设计
180t 顶底复吹转炉设计一、转炉炉型设计原始条件： 炉子平均出钢量180t 。
金属收得率取92%，最大废钢比取20%，采用废钢矿石冷却，铁水采用P08低磷生铁{w （si ）≤0.85%，w （p ）≤0.2%，w （s ）≤0.05%}1、熔池形状确定转炉炉型有筒球型、锥球型、截锥型，熔池形状选用截锥型。
为了满 足顶底复吹的要求，炉型趋于矮胖型，由于在炉底上要设置底吹喷嘴，炉底为平底，所以熔池为截锥形。
2、炉容比确定炉容比系指转炉有效容积t V 与公称容量T 之比值。
t V 系炉帽体积帽V 、炉身体积身V 、和容池体积c V 三个内腔容积之和。
由于顶底复吹转炉吹炼过程比较平稳，产生泡沫渣的量比顶吹转炉要少得多，喷溅较少，因此其炉容比比顶吹转炉小，但比底吹转炉要大。
根据冶炼条件取炉容比为0.95m 3/t 。
3、熔池尺寸的确定熔池是容纳金属并进行一系列复杂物理化学反应的过程，其主要尺寸有熔池 直径和熔池深度。
设计时，应根据装入量、供氧强度、喷嘴类型、冶金动力学条件以及炉衬蚀损的影响综合考虑。
截锥型熔池尺寸如图（1）所示：则其体积为： )(12h2112d Dd D V ++=π熔（1） 熔池直径D ：熔池直径通常指熔池处于平静状态时金属液面的直径。
D=Kt G =1.63×15180=5.646m 式中G ——炉子公称容量，180t ；t ——平均每炉钢纯吹氧时间，取15分钟； K ——比例系数，根据炉子容量取1.63； （2）熔池深度h ：根据经验，取D d 7.01== 3.952m其中熔池体积38.268.6180m GV c ===ρ故熔池深度： 20.574c V h D == 2646.5574.08.26⨯=1.465m校核26.0646.5465.1/==D h 符合要求 4、炉帽尺寸的确定（1）炉帽倾角θ：本计算中取θ=65度（2）炉口直径d ：炉口直径为熔池直径的43~53%，本计算中取48%则 d=48%D=0.48×5.646=2.710m（3）炉帽高度H 帽：炉帽高度是截椎体高度与炉口直线段高度值和。
基于ANSYS的180t转炉倾翻特性分析
Ｏ １ 。 ， 工作 平 面 向上偏 移 ２ ０ ９ｍ， 工 作 平 面切 除 ～ ０时 将 ． ９ 用
作 者 简 介 ： 钢 （ ９４ ） 男 ， 宁 鞍 山 人 ， 李 １５一 ， 辽 工程 师 。
第３ 期
李 钢 ， ： 于 ＡＮＳ Ｓ的 １ ０ｔ 炉倾翻 特性 分析 等 基 Ｙ ８ 转
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１
图 ２ 倾 动 力 矩 曲 线
Ｆｉ． ２ Ｃｕ ｖ ｆｔｌ ｎ ｍｅ ｔ ｇ ｒ ｅ ｏ ｉ ｉ ｇ ｍｏ ｎ ｔ
２ ４ 最佳 耳轴 位置 ． 采用 “ 正力矩 ” 则确 定耳 轴位 置 。其基 本原 则是 整个 倾 动过程 中不 会 出现 负力矩 。合 成力 矩 曲 全 原
［ 下转第 ２ ６页］ ４
・
２６・ ４
Ｅ３ ３ 刘健 ，马学东，于晓光． ３ 铁 水罐倾翻 特性研究［］ １０ｔ Ｊ．重型机械 ，０ ９ ３ ：５５ ． ２ ０ （ ）５ —７ Ｅ］ ４ 罗振 才． 炼钢机械 ｌ ． － Ｍ３ 北京： 冶金工业 出版社 ，９ ９ ３—０ １ ９ ：０５ ． ［］ ５ 黄亚玲． 转炉倾 动机构 系统非线性优化设计及软件 开发 ［ ］ 重庆 ： Ｄ． 重庆大学机械 工程学院 ，０ ６ ５１ ． ２ ０ ：－５
Ｍｍ＝ ￣ （ ｋ ｓ Ｉ ２ Ｇ ＋Ｇ ＋Ｇ ＋Ｇ ）＝ ３７ ７ Ｎ － ４ ４ｋ
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式 中 ： 空炉 重量 ； 为炉液 重 量 ； 为托 圈重量 ； －为悬 挂系 统重 量 。 Ｇ 为 Ｇ， Ｇ Ｇ一
２ 转 炉 倾 动 力 矩 与 最 佳 耳 轴 位 置
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180吨转炉倾动机构设计摘要倾动机构是实现转炉炼钢生产最主要的设备之一，它的特点是倾动力矩大、减速比大、启制动频繁和能够承受较大的动载荷。
转炉倾动机构工作在多渣尘和高温的恶劣工作环境中，因而其可靠性和寿命对于整个转炉设备的安全运转有着非常重要的影响。
为获得适应于驱动的低转速，需要很大的减速比。
转炉炉体自重很大，再加装料重量等，整个被倾转部分的重量要达上百吨或上千吨。
转炉倾动机械的工作属于“启动工作制”。
机构除承受基本静载荷作用外，还要承受由于启动、制动等引起的动载荷。
这种动载荷在炉口刮渣操作时，其数值甚至达到静载荷的两倍以上。
启、制动额繁，承受较大的动裁荷。
转炉倾动机械随着氧气转炉炼钢生产的普及和发展也在不断的发展和完善，出现了各种型式的倾动装置。
其中，带有扭力杆缓冲止动装置的全悬挂式倾动机械，由于其独有的多点啮合柔性传动的优势，逐渐成为主流。
本文对转炉倾动机构的基本形式做了简单介绍。
重点介绍用3D法计算转炉倾动力矩的整体过程。
完成了最佳耳轴位置的选择计算，绘制了倾翻力矩曲线，完成对转炉倾动的电机选择与校核，并对整个倾动系统的主要零部件进行了计算和校核。
本论文对转炉倾动机构的设计提供了一种新思路。
关键词：转炉；倾动机构；倾动力矩；设计参数；可靠性180 t Converter Tilting Mechanism DesignABSTRACTTilting mechanism is to achieve one of the main steelmaking production equipment, which is characterized by a large dump Moment, gear ratio, starting and braking frequently and withstanding greater dynamic load. Converter tilting mechanism works in harsh working environments, more slag dust and high temperatures. Thus their reliability and longevity for the safe operation of the equipment throughout the converter has a very significant impact. Adaptation to obtain a low rotational speed of the drive requires a large reduction ratio. Great weight converter furnace, plus loading weight, etc., the entire weight of the part to be tilting up hundreds of tons or thousands of tons. BOF furnace steel smelting a time, usually only four minutes later. Converter tilting mechanical work belongs to "start working system." In addition to the basic institutions to withstand static loads, but also to withstand dynamic loads due to start, braking caused. This dynamic load in the mouth skimming operation, more than twice its value even to static loads. Kai, the amount of braking complex, dynamic cut withstand greater load. As the steelmaking process low, heavy and harsh working conditions, coupled with the start, brake frequently, especially on a different way to start the motor on the dynamic behavior of the converter. With the converter tilting BOF steelmaking machinery popularization and development also continues to develop and improve, there have been various types of tilting the device. With torsion bar stopper buffer full hanging tilting mechanical, diagonally arranged into four main transmission system of a reducer drive one at the center of the second gear, so as to drive the rotary converter work performed. This paper converter tilting mechanism gives a brief introduction. Introduction tilting mechanism structure, design principles, the basic design parameters, as well as several forms of structure and configuration of the drive tilting mechanism and the transmission format.Keywords: converter; tilting mechanism; pour Moment; design parameters;reliability目录1绪论 (7)1.1课题研究背景及意义 (7)1.2转炉炼钢工艺流程 (8)1.3转炉倾动机构的设计原则 (3)1.4国内外研究现状和发展趋势 (9)1.4.1国外转炉倾动装置的研究现状和发展趋势 (9)1.4.2国内转炉倾动装置的研究现状和发展趋势 (10)1.5 本文主要研究内容及方法 (11)2转炉倾动机构总体方案的确定 (13)2.1倾动机构的配置形式的比较与选择 (13)2.2倾动机构的驱动的电机的选择 (16)2.3倾动机构减速器的设计方案 (17)2.4联轴器、齿轮、轴、轴承、制动器的选择 (17)3转炉倾动力矩的计算 (19)3.1倾动力矩的组成部分 (19)3.2确定转炉炉型 (21)3.3确定转炉重心 (23)3.4确定预设耳轴位置 (26)3.5计算炉液力矩与空炉力矩 (26)3.6确定耳轴摩擦力矩 (29)3.7运用Excel绘制倾动力矩表格 (30)3.8确定最佳耳轴位置 (31)3.9确定修正后的转炉倾动力矩 (31)3.10绘制倾动力矩曲线图 (33)4电动机、制动器及联轴器的设计与校核 (34)4.1 电机容量计算与确定电机型号 (34)4.1.1确定电机型号 (34)4.1.2电动机工作制度J值及发热值的校核 (35)c4.1.3电动机的过载校核 (35)4.1.4确定启动时间 (36)4.2 联轴器的计算与选择 (37)4.3制动器的计算与选择 (38)4.3.1制动器的选择计算 (38)4.3.2制动时间校核 (39)5齿轮传动系统的设计计算 (40)5.1分配传动比 (40)5.2运动以及动力参数计算 (40)5.3齿轮传动设计 (42)5.4其它齿轮设计算 (47)5.5齿轮的校核 (49)6轴及轴承的设计计算 (50)6.1轴材料的确定 (50)6.2轴的设计计算 (50)6.3轴的校核 (53)6.4轴承的校核 (57)7扭力杆系统的设计 (59)7.1 扭力杆缓冲止动装置 (59)7.2 扭力杆设计计算 (60)7.2.1扭力杆直径和曲柄半径的确定 (60)7.2.2 安全座空隙的选择 (60)8 设备的可靠性和经济评价 (61)8.1 设备的可靠性 (61)8.1.1设备平均寿命 (61)8.1.2 可靠度的计算 (61)8.1.3 机械设备的有效度 (62)8.2 设备的经济评价 (63)8.2.1投资回收期 (63)8.2.2 盈亏平衡分析 (64)结论 (66)致谢 (67)参考文献 (67)1绪论1.1课题研究背景及意义钢铁工业是国民经济重点发展行业，是发展国民经济与国防建设的物质基础，其发展水平是一个国家很重要的综合国力的表现。
1837年德国人贝斯卖［2］提出的底吹酸性转炉冶炼法是近代炼钢工艺的开始，借此生产了大量的廉价钢，对欧洲第二次工业革命的发生起了间接推动作用，但是此种炼钢工艺不能快速有效的去除磷和硫，所以它的发展受到了很大的限制。
随着1882年底吹碱性转炉炼钢法的发明，可以用碱性炉衬转炉来解决高磷生铁问题，然而这种方法对生铁的成分有比较严格的要求。
1847年法国出现了采用蓄热方式的平炉炼钢法。
1869年又出现了碱性平炉冶炼法，这种方法对冶炼的配料的限制不是很苛刻，而且有冶炼产品种样多和冶炼容量大等优点，因而出现仅仅30年它便成为钢铁行业最主要的冶炼钢方式。
到上世纪中叶，平炉冶炼出来的钢总量大概占世界钢产量的85%。
20世纪50年代，奥地利率先使用纯氧顶吹转炉炼钢法，其最大的不同点就是有效解决了钢中氮气等杂质的有害成份问题，而且降低了废气的产生量（采用普通空气吹炼时，空气中含有约79%没用的氮气），避免了热能的大量损失。
而且它的重量和平炉相接近，这样可以冶炼相对低温状态的平炉生铁，从而能利用更多的废钢，节省冶炼钢铁所需的燃料。
转炉倾动装置是转炉炼钢最关键的机械设备之一，在转炉炼钢生产过程中，它的主要作用是确保转炉的准确定位以便倾动装置能平稳倾动，并完成后续的转炉兑铁水、加料、出钢和修炉等操作流程［2］。
转炉倾动装置倾动作业的特点是：(1) 倾动力矩大。
转炉炉体本身质量大，再加上钢铁炉液、废料等料重，使整体倾转部分重量可能高达数百吨或数千吨，所以倾动机构必须输出数百甚至数千吨牛米的倾动力矩才能保证转炉的正常倾转。